[컴퓨터학개론] AI시대의 컴퓨터 개론 - 내용 점검 문제 7장

본 게시글은 AI시대의 컴퓨터 개론 - 내용 점검 문제 7장 풀이입니다. 제가 이 책을 공부하면서 풀었던 풀이의 흔적이므로 정답이 아닐 수 있습니다. 혹여나 틀린 부분이 있어 오류를 댓글로 지적해주신다면 감사하겠습니다.

 

객관식

1. 컴퓨팅 사고력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

A. 컴퓨팅 사고력은 컴퓨터 과학자들이 배워야 할 전문적인 내용이다.

B. 컴퓨팅 사고력은 효율적으로 해결하는 능력으로, 컴퓨터 과학적 사고를 기르면 우리가 실생활에서 겪는 여러 문제를 컴퓨터가 일을 처리하는 것처럼 논리적으로 해결 가능하다.

C. 컴퓨팅 사고력은 정보 시대에 컴퓨터를 활용해 문제를 효과적으로 해결하기 위해 절차적으로 사고하는 것으로, 문제 해결 과정에서 컴퓨팅 시스템의 능력과 컴퓨터 과학의 개념과 원리를 활용한다.

D. 컴퓨팅 사고력은 데이터를 모으고 조작하기, 큰 문제를 작은 문제들로 쪼개기, 문제를 구조화하고 추상화하기, 순서에 따라 문제 해결을 자동화하기 등이 포함된다.

컴퓨팅 사고력은 특정 전문가가 배우는 내용이 아닌 모든 사람에게 필요한 기초적인 사고 능력이다.

 

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2. 컴퓨팅 사고력의 구성 요소가 아닌 것은?

A. 자료 분석과 표현

B. 자동화

C. 문제 융합

D. 알고리즘

'문제 융합'은 구성 요소가 아니다.

 

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3. 특별한 프로그래밍 언어나 개발도구가 설치된 컴퓨터나 태블릿 없이 학생들이 직접 연필과 종이, 퍼즐이나 카드 게임, 보드 게임과 같은 다양한 도구 및 활동 방식을 통해 논리적으로 사고할 수 있는 방식은?

A. 언플러그드$_{unplugged}$ 교육

B. 피지컬 교육

C. 교육용 프로그래밍 언어를 통한 코딩 교육

D. 전문 프로그래밍 언어를 통한 코딩 교육

언플러그드 교육은 컴퓨터 없이도 컴퓨터 과학의 원리를 학습할 수 있는 교육 방식이다.

종이와 연필, 카드, 보드게임 등을 활용해 컴퓨팅 사고력을 기를 수 있다.

 

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4. 컴퓨팅 사고력의 구성 요소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

A. 문제 분할: 문제를 해결 가능한 수준의 작은 문제로 나누기

B. 자동화 컴퓨팅 시스템이 수행할 수 있는 형태로 해결책 나타내기

C. 알고리즘: 문제 해결을 위한 핵심 요소를 파악하고 복잡함을 단순화시키는 과정

D. 자료 표현: 적절한 그래프, 차트, 글, 그림 등으로 자료 정리

알고리즘은 문제 해결을 위한 단계적 절차나 방법을 의미한다.

 

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5. 학생들이 직접 손으로 만질 수 있는 로봇이나 블록 또는 회로를 통해 배우는 코딩 학습은 무엇인가?

A. 피지컬 컴퓨팅

B. 언플러그드 교육

C. EPL

D. 일반 코딩 교육

 

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6. 추상화에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

A. 문제를 단순화시켜 불필요한 부분은 제거하고 핵심적인 요소의 개념 또는 기능을 간추려 내는 과정

B. 문제의 내용을 파악하기 위해 문제를 구체화하는 과정

C. 핵심적인 요소만을 남겨 문제 해결을 위해 간결하고 이해하기 쉽게 만드는 과정

D. 문제의 해결에 집중하기 위해 문제인 본질을 벗어나 필요하지 않은 패턴이나 특징 등의 세부적인 사항을 없애는 과정

추상화는 문제를 구체화하는 것이 아니라, 복잡한 문제에서 핵심적인 요소만을 추출해 단순화하는 과정이다.

 

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7. 알고리즘에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

A. 알고리즘은 문제를 해결하기 위한 일련의 단계별 지침인 계획이다.

B. 알고리즘은 문제를 해결하기 위해 추상화된 핵심 원리를 일련의 절차로 표현하는 과정이다.

C. 알고리즘은 프로그래밍 언어와 유사한 의사코드만으로 기술해야 한다.

D. 일련의 절차는 순차적$_{sequential}$ 표현, 반복적$_{repetition}$ 표현, 조건$_{condition}$ 표현 등의 작업 수행과정을 그림으로 표현할 수도 있으며, 글로 적절히 기술할 수도 있다.

알고리즘은 의사코드뿐만 아니라 순서도, 자연어 등 다양한 방식으로 표현할 수 있다.

 

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8. 의사코드와 순서도는 컴퓨팅 사고력의 어느 구성 요소에서 사용되는가?

A. 문제 분할

B. 자료 표현

C. 자료 수집

D. 알고리즘

의사코드와 순서도는 문제 해결을 위한 절차를 표현하는 도구로 알고리즘을 표현하는 대표적인 방법이다.

 

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9. 알고리즘을 표준화된 기호 및 도형으로 도식화해 데이터의 흐름과 수행되는 절차들의 순서를 표현하는 방법은?

A. 순서도

B. 의사 코드

C. pseudo code

D. natural language

순서도$_{Flowchart}$는 도형과 화살표를 사용해 알고리즘의 진행 과정을 시각적으로 표현하는 도구이다.

 

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10. 스마트폰에서 실행되는 앱(app)을 개발하는 교육용 개발도구는?

A. 스크래치

B. 엔트리

C. 앱 인벤터

D. 블록리

앱 인벤터$_{App \space Inventor}$는 MIT에서 개발한 블록 기반 프로그래밍 도구로 안드로이드 앱을 제작할 수 있는 교육용 개발 환경이다.

 

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11. 컴퓨팅 사고력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

A. 미국 MIT 대학의 시무어 페퍼트 교수가 처음 언급했다.

B. 카네기 멜론 대학 자넷 윙 교수는 컴퓨터 과학자 뿐만 아니라 모든 사람 누구나 배워서 활용할 수 있는 보편적인 사고이자 기술로 보았다.

C. 컴퓨터가 우리 사회에 없어서는 안될 중요한 기기가 되면서 컴퓨팅 사고력은 더욱 관심을 받게 되었으며, 컴퓨팅 사고력은 일반인도 배워야 할 기술로 인식되기 시작했다.

D. 우리나라에서는 아직 초등학생들은 컴퓨팅 사고력을 배우지 않는다.

 

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12. 자료 표현에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

A. 자료 표현은 자료가 가지고 있는 서로의 관계나 특성을 파악해 적절한 표현 방법으로 도식화하고 시각화하는 과정이다.

B. 표$_{table}$는 여러 개의 자료를 행과 열의 형태로 표현하는 방법이다.

C. 회사나 학교의 기구표나 조직을 표현할 때 많이 사용하는 방법이 계층구조이다.

D. 그래프는 뿌리에서 줄기가 나고 다시 여러 가지가 생겨나는 나무 모양을 형상화한 구조다.

트리에 대한 설명이다.

 

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13. 마인드맵에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

A. 마인드맵은 개념이나 주제를 파악하기 위해 연관된 내용을 선과 같은 간단한 기호나 문자와 그림으로 표현하는 방법이다.

B. 마인드맵은 주제를 상향식 방식으로 계층적으로 풀어가면서 정리한다.

C. 마인드맵은 브레인스토밍과 같이 새로운 아이디어를 구상해 정리하거나 하나의 주어진 주제에 대해 탑 다운 방식의 계층으로 표시하는 방법이다.

D. 마인드맵은 주제나 키워드를 형상화하는 재미있는 이미지를 첨가하면 시각적으로 더욱 효과적이다.

마인드맵은 중심 주제에서 시작해 바깥쪽으로 뻗어나가는 하향식$_{top-down}$ 방식으로 구조화된다.

 

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14. 지하철 노선도는 컴퓨팅 사고력에서 무슨 요소를 가장 잘 표현하고 있는가?

A. 패턴 인식

B. 추상화

C. 문제 분할

D. 알고리즘

 

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15. 컴퓨팅 사고력의 필요성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

A. 컴퓨팅 사고력은 컴퓨터 분야의 문제 해결은 물론, 우리에게 일상생활의 일반적인 문제 해결에 효율적으로 사용될 수 있는 방법이다.

B. 컴퓨팅 사고력은 창의성을 높이는 데에도 기여하는 역량으로 입증되고 있다.

C. 컴퓨팅 사고력은 ‘프로그래밍 언어의 명령문을 사용해 프로그램을 작성하는 과정’인 코딩 능력만을 말한다.

D. 4차 산업혁명 시대의 도래에 따라 대부분의 해결해야 할 문제는 컴퓨터와 관련된 것이고, 이를 해결하기 위해서는 컴퓨팅 사고력을 활용해야 한다.

컴퓨팅 사고력은 문제 해결을 위한 사고 과정과 방법론을 포함하는 종합적인 사고 능력이다.

 

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16. 문제에서 나타나는 일정한 경향이나 반복적 규칙 또는 공유하는 유사점 또는 공통된 특성은?

A. 패턴

B. 추상화

C. 알고리즘

D. 자동화

 

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17. 컴퓨팅 사고력의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

A. 컴퓨팅적 사고의 핵심은 프로그래밍이 아닌 개념화에 있다.

B. 컴퓨팅 사고력은 컴퓨터의 사고방법이다.

C. 컴퓨팅적 사고는 수학적 사고와 공학적 사고를 보완하고 결합한다.

D. 컴퓨팅 사고력은 인공물이 아닌 아이디어이다.

 

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18. 주로 상단에 하나의 뿌리를 두고 아래로 가지처럼 하부 개념을 확장하는 표현으로 계층 구조를 표현하는 자료 표현 방법은?

A. 표

B. 막대 그래프

C. 그래프

D. 트리

 

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19. 사각형이 가져야 할 세 가지 요소들을 일일이 언급하지 않고, ‘사각형’이라고 부르는 것은 컴퓨팅 사고력에서 어느 구성 요소를 설명하고 있는가?

A. 자료 분석

B. 추상화

C. 문제 분할

D. 알고리즘

 

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20. 알고리즘의 표현 방법에서 다른 표현 방법은?

A. 의사코드

B. 순서도

C. 흐름도

D. 플로차트

B, C, D는 모두 순서도$_{flowchart}$를 의미하는 용어다.

 

괄호 채우기

1. ___란 컴퓨터 프로그래밍에 대한 지식이 없는 일반인이 다양한 모든 분야의 문제해결에 적용될 수 있도록 컴퓨터의 프로그래밍을 구현하는 과정의 사고에서 도출된 절차와 역량을 말한다.

컴퓨팅 사고력

컴퓨팅 사고력$_{Computational \space Thinking}$은 컴퓨터 과학의 기본적인 개념과 원리를 바탕으로 문제를 효율적으로 해결하는 사고 방식으로, 모든 사람이 갖추어야 할 기본적인 사고 능력이다.

 

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2. 컴퓨팅 사고력에서의 ___는 자료의 의미를 이해하고, 자료에서 특징을 찾아 일반화하거나, 자료가 가지는 패턴을 찾아 자료의 흐름이나 동향을 파악하는 과정이다.

자료 분석

컴퓨팅 사고력의 중요한 요소로, 주어진 데이터를 체계적으로 분석해 의미 있는 정보를 도출하는 과정이다.

 

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3. 컴퓨팅 사고력에서의 ___는 문제를 작은 부분으로 나누고, 나눠진 부분은 필요하다면 다시 해결 가능한 부분으로 잘게 나누는 과정이다.

문제 분해$_{problem decomposition}$

 

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4. 컴퓨터 사고력에서의 ___는 문제를 단순화시켜 불필요한 부분은 제거하고 핵심적인 요소와 개념 또는 기능을 간추려 내어 일반화된 모델$_{generalized \space model}$을 만드는 과정을 말한다.

추상화$_{Abstraction}$

 

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5. 컴퓨팅 사고력에서의 ___는 문제를 해결하기 위해 추상화된 핵심 원리를 일련의 절차로 표현하는 과정이다.

알고리즘$_{Algorithm}$

 

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6. 컴퓨팅 사고력에서의 ___는 프로그래밍 도구나 자동화 도구, 또는 모의실험$_{simulation}$를 이용해 알고리즘에서 찾은 일련의 과정을 수행해 문제해결의 결과를 확인하는 과정이다.

자동화$_{Automation}$

 

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7. 컴퓨팅 사고력에서의 ___는 복잡한 문제를 효율적으로 해결하는 데 도움이 될 수 있도록 작게 분해된 문제들 사이의 유사성 또는 일정한 경향이나 반복적 규칙 또는 공통된 특성 등을 탐색하는 과정이다.

패턴 인식$_{Pattern \space Recongnition}$

 

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8. ___는 하나의 문제를 유형이 비슷한 하위 문제로 조금씩 나눠가면서 용이하게 풀 수 있는 문제 단위로 나눈 다음 이를 해결하고, 다시 이를 합쳐서 해결하자는 개념이다.

분할 정복$_{Divide \space and \space Conquer}$

 

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9. 문제 분해의 한 방법인 ___의 표현 방법은 좌뇌와 우뇌의 기능을 모두 사용하도록 하며, 우리 뇌의 사고 방식을 그대로 옮겨놓은 방식이다.

마인드 맵$_{Mind \space Map}$

 

 

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10. 구글의 블록 프로그램인 ___는 사용자가 블록을 드래그하고 블록을 생성하면 오른쪽 창에 JavaScript, Python, PHP, Lua, Dart 등의 프로그래밍 언어로 작성된 응용 프로그램이 표시된다.

블록리$_{Blockly}$

 

주관식

1. 컴퓨팅 사고력에서 문제 분해, 패턴 인식, 추상화, 알고리즘을 설명하시오.

`문제 분해$_{Decomposition}$: 복잡한 문제를 해결 가능한 작은 문제들로 나누는 과정`

`패턴 인식$_{Pattern \space Recognition}$: 문제들 간의 유사성이나 규칙성을 찾아내는 과정`

`추상화$_{Abstraction}$: 문제의 핵심 요소만 추출하고 불필요한 세부사항을 제거하는 과정`

`알고리즘$_{Algorithm}$: 문제 해결을 위한 명확하고 단계적인 절차를 수립하는 과정`

컴퓨팅 사고력은 복잡한 문제를 효과적으로 해결하기 위한 사고 과정이다.
큰 문제를 작게 나누고(분해), 문제들의 공통점을 찾아(패턴), 핵심만 남기고(추상화), 해결 절차를 만드는(알고리즘) 단계로 진행된다.

 

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2. 컴퓨팅 사고력의 추상화의 다양한 정의를 찾아 열거하시오.

`- 구체적인 사물이나 개념에서 공통적이고 본질적인 특성을 추출하는 과정`

`- 실제 세계의 복잡한 시스템을 단순화해 모델링하는 과정`

추상화는 복잡한 문제나 시스템을 단순화해 이해하고 해결하기 쉽게 만드는 사고 과정이다.

 

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3. 김밥 싸는 과정을 문제 분할하시오.

`재료 준비 → 재료 조리 → 김밥 말기 → 마무리`

 

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5. 컴퓨팅 사고력에서 문제 분해, 패턴 인식, 추상화, 알고리즘을 설명하는 마인드 맵을 그려보시오.

 

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7. 다음은 특정 알고리즘을 의사 코드로 작성한 내용이다. 이 알고리즘을 설명하시오.

Begin
INPUT hours, rate
IF hours <= 40
THEN
	pay = hours + rate
ELSE
	pay = 40 * rate + (hours - 40) * rate * 1.5
OUTPUT pay
END

`근무 시간에 따른 급여 계산 알고리즘`

`1. 근무시간(hours)과 시급(rate) 입력`

`2. 근무시간 40시간 기준으로 분기`

`- 40시간 이하: 기본 시급만 적용`

`- 40시간 초과: 초과 시간에 대해 1.5배 할증 적용`

`3. 계산된 급여(pay) 출력`

 

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9. 분할과 정복 방식인 병합 정렬을 설명하시오.

`1. 분할$_{Divide}$: 리스트를 반으로 나눔`

`2. 정복$_{Conquer}$: 나눈 부분을 재귀적으로 정렬`

`3. 병합$_{Merge}$: 정렬된 부분들을 하나로 합침`

 

`예시) [6,5,3,1,8,7,2,4]`

`분할→ [6,5,3,1] [8,7,2,4]`

`분할→ [6,5] [3,1] [8,7] [2,4]`

`분할→ [6] [5] [3] [1] [8] [7] [2] [4]`

`병합→ [5,6] [1,3] [7,8] [2,4]`

`병합→ [1,3,5,6] [2,4,7,8]`

`병합→ [1,2,3,4,5,6,7,8]`

 

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10. 국제운전면허증을 발급하는 과정에서 적절히 문제 분할하시오.

`발급 자격 확인 → 필요 서류 준비 → 발급 신청 → 수령 및 확인`